自動(dòng)引導(dǎo)小車AGV（Automated Guided Vehicle）執(zhí)行任務(wù)時(shí)所規(guī)劃的路徑對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)、物流分揀和無(wú)人自動(dòng)化工廠等工業(yè)場(chǎng)景有著重大意義。近年來(lái),隨著物流運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化的要求日益迫切,自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)物料運(yùn)輸?shù)囊笠苍絹?lái)越高,而AGV則是這類自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的重要組成部分。為了提高運(yùn)輸效率,人們開始研究如何在給定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸盡可能多的貨物,這其中AGV彼此之間的沖突碰撞是耗時(shí)的關(guān)鍵因素。本文的目標(biāo)是讓場(chǎng)景中所有AGV在完成任務(wù)的前提下彼此之間產(chǎn)生的沖突最少。為了解決多AGV高動(dòng)態(tài)與少?zèng)_突的問(wèn)題,主要完成了以下幾方面的工作:針對(duì)多AGV的靜態(tài)場(chǎng)景算法研究,本文提出了增強(qiáng)沖突規(guī)避的改進(jìn)啟發(fā)式尋路算法。在對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)地布局特性進(jìn)了調(diào)研后,基于柵格網(wǎng)絡(luò)模型,將倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)景地圖抽象為無(wú)向圖的形式,并針對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景的特點(diǎn)進(jìn)行了AGV所執(zhí)行的任務(wù)類型的詳細(xì)描述;基于協(xié)作路徑規(guī)劃的思想,提出了改進(jìn)的啟發(fā)式搜索方案,使得在路徑轉(zhuǎn)彎數(shù)、重疊度以及AGV沖突發(fā)生數(shù)量上得到了顯著的改進(jìn),大幅降低AGV完成任務(wù)所需要的各項(xiàng)指標(biāo)。針對(duì)多AGV的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景算法研究,本文創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適用... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

沖突等待次數(shù)對(duì)比

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文圖2-2場(chǎng)景中AGV數(shù)量不同而形成的不同程度的引導(dǎo)2.3實(shí)驗(yàn)與測(cè)試在實(shí)驗(yàn)的測(cè)試上，本文選取了A*算法、CA*以及理論層面不會(huì)產(chǎn)生沖突的單向?qū)ぢ匪惴ㄗ鳛閷?duì)比算法。所謂單向?qū)ぢ匪惴�，就是將整個(gè)場(chǎng)景建模為單向圖，即車道為單向單車道形式。雖然在實(shí)際應(yīng)用中幾乎不會(huì)使用，但作為沖突規(guī)避最優(yōu)的方案可以作為本文的沖突對(duì)比最優(yōu)算法。由于上述算法并沒(méi)有沖突解決方案，為了控制變量，上述算法均使用與改進(jìn)算法相同的沖突解決策略。同時(shí)，場(chǎng)景中設(shè)置了執(zhí)行取貨任務(wù)和送貨任務(wù)的AGV各10輛。圖2-3沖突等待次數(shù)對(duì)比圖2-4平均完工時(shí)間對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要從所有AGV因沖突而產(chǎn)生的等待次數(shù)、平均完工時(shí)間、最大完工時(shí)間以及行走總步數(shù)這四個(gè)角度來(lái)進(jìn)行分析，以此來(lái)考察改進(jìn)算法在預(yù)防、降低沖突產(chǎn)生，以及降低任務(wù)完成時(shí)間上的效果。首先，對(duì)于AGV由于沖突而產(chǎn)生的等待次數(shù)而言，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖2-3所-16-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文示。從對(duì)比圖不難發(fā)現(xiàn)，由于單向圖法在理論層面上是不會(huì)產(chǎn)生沖突的，只有在十字路口處才有可能產(chǎn)生沖突，因此單向算法在沖突的規(guī)避上效果是最優(yōu)的，改進(jìn)算法在沖突的完全避免上是要略弱于這種最優(yōu)策略。但是改進(jìn)算法較A*算法與CA*算法而言，沖突的避免能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于二者。其次，對(duì)所有AGV完成任務(wù)的平均完工時(shí)間而言，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖2-4所示。從對(duì)比圖可以看到，改進(jìn)算法在平均完工時(shí)間上要好于所有對(duì)比算法。盡管單向算法能夠有效減少?zèng)_突，但是在AGV完工所用時(shí)間上，單向算法往往會(huì)讓AGV繞大量的路程去避免沖突，因此在這一點(diǎn)上改進(jìn)算法要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單向算法。圖2-5最大完工時(shí)間對(duì)比圖2-6完成任務(wù)總步數(shù)對(duì)比接著，對(duì)于所有AGV完成任務(wù)的最大完工時(shí)間而言，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖2-5所示。所謂最大完工時(shí)間，指的是所有AGV完成任務(wù)時(shí)間的最大值，是衡量一系列任務(wù)完成速度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。從圖中同樣可以看出，改進(jìn)算法在最大完工時(shí)間參數(shù)上較三個(gè)對(duì)比算法都要更優(yōu)。最后，對(duì)于所有AGV完成任務(wù)所行走的總步數(shù)而言，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖2-6所示。在對(duì)比中可以看出，改進(jìn)算法由于為了規(guī)避沖突，有時(shí)需要進(jìn)行一定的繞路，因此在行走總步數(shù)上可能較A*算法與CA*算法而言稍高，但是較單向算法而言還是更低的。同時(shí)從圖2-4與圖2-5中可以了解到，在時(shí)間代價(jià)上改進(jìn)算法還是較優(yōu)的，從圖2-3中也可以看出，改進(jìn)算法在沖突的規(guī)避上較A*算法與CA*算法也相對(duì)更優(yōu)，因此行走總步數(shù)上的輕微劣勢(shì)并不會(huì)弱化本文改進(jìn)算法的先進(jìn)性。2.4本章小結(jié)本章對(duì)多AGV在靜態(tài)預(yù)設(shè)場(chǎng)景中的面向沖突規(guī)劃算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)與實(shí)-17-

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3023360